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Umweltgerechte Entwicklung von Verkehr und Infrastruktur - ein verkehrsträgerübergreifender Ansatz
(2016)
Im Expertennetzwerk des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) sind seit 2016 die wissenschaftlichen Fachbehörden und Forschungseinrichtungen der Bundesregierung für den Straßenverkehr, die Binnen- und Seeschifffahrt, den Eisenbahnverkehr, die Luftfahrt und der Deutsche Wetterdienst zusammengeschlossen, um gemeinsam an der Entwicklung sicherer und umweltgerechter Verkehrssysteme zu arbeiten. Für die Zusammenarbeit wurden drei große Bereiche definiert, darunter das Themenfeld "Verkehr und Infrastruktur umweltgerecht gestalten". Hier werden zwischen 2016 und 2019 fünf Forschungsprojekte bearbeitet. Sie sind den Themen (1) Lebensraumvernetzung, (2) Biodiversität und Neobiota, (3) Verkehrslärm sowie (4/5) verkehrs- und infrastrukturbedingte stoffliche Umweltbelastungen gewidmet. Der Beitrag umreisst die mittel- und langfristigen Ziele des Expertennetzwerks im Bereich "Infrastruktur/Umwelt" und die Inhalte und Ziele der fünf Projekte der ersten Etappe der Zusammenarbeit.
Bei der Nachrechnung älterer Spannbetonbruecken mit Hohlkastenquerschnitt werden derzeit häufig grosse rechnerische Defizite beim Nachweis der schubfesten Verbindung zwischen gedrückter Bodenplatte und den Stegen im Bereich der Zwischenunterstützungen festgestellt. Neben erhöhten Beanspruchungen als Folge stetig wachsender Verkehrslastzahlen sind diese Defizite im Wesentlichen auf die mit Einführung der DIN-Fachberichte für den Brückenbau im Jahr 2003 geänderten Bemessungsvorschriften zurückzuführen. In Deutschland erfolgt die Ermittlung des Tragwiderstands im Grenzzustand der Tragfähigkeit (GTZ) seither auf Grundlage des Fachwerkmodells mit Rissreibung. In den vorgestellten Untersuchungen wird gezeigt, dass die Übertragung dieses für Stegquerschnitte entwickelten Modells auf Druckgurte mechanisch nicht begründet ist und zu sehr konservativen Ergebnissen führt. Auf Basis der Ergebnisse numerischer und analytischer Betrachtungen werden Bemessungsmodelle entwickelt, die das Tragverhalten vorwiegend gedrückter Gurtbereiche realitätsnäher erfassen. Die Kalibrierung und Verifikation der Finite Element-Modelle erfolgt in den durchgeführten Untersuchungen stets durch den Vergleich mit Ergebnissen gut dokumentierter Versuche aus der Literatur.
Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) zur Messung der Betondeckung sind seit Jahrzehnten bei der Ermittlung des Istzustands von Bestandsbauwerken und als Werkzeug zur Qualitätssicherung sowohl im Neubau als auch in der Betoninstandsetzung fest etabliert. Um zuverlässige Prüfaussagen zu erhalten, ist es zunächst erforderlich, durch die richtige Anwendung eines geeigneten Verfahrens genaue Messergebnisse zu erzeugen und diese dann richtig zu bewerten, z. B. durch einen statistischen Nachweis der Mindestbetondeckung. Daher konzentriert sich dieser Beitrag zunächst auf die Grundlagen von ZfPBauâ€Verfahren zur präzisen Messung der Betondeckung. Hierbei sind magnetisch induktive Verfahren von radarbasierten Verfahren zu unterscheiden, deren jeweilige Möglichkeiten und Grenzen dargelegt werden. Im zweiten Teil wird die erzielbare Genauigkeit mit unterschiedlichen Geräten nach magnetisch induktivem Messprinzip anhand von systematischen Untersuchungen betrachtet. Dabei wird quantifiziert, mit welchen Abweichungen zu rechnen ist, wenn der Durchmesser nicht genau bekannt ist und dicht benachbarte Stäbe das Messergebnis beeinflussen. Abschließend werden die verminderten Abweichungen quantifiziert, wenn geräteeigene Nachbarstabskorrekturen verwendet werden. Das Ziel dieses Beitrags ist kein "Gerätetest", vielmehr soll am Beispiel verschiedener Geräte auf der Basis unterschiedlicher Messprinzipien gezeigt werden, welche Genauigkeit unter welchen Einflussgrößen bei realen Messungen zu erzielen ist.
Auf Grund der Eingriffsregelung sind seit 1976 zahlreiche Kompensationsmaßnahmen für Straßenbauprojekte durchgeführt worden. Um aus diesen Maßnahmen Lehren für zukünftige Planungen ziehen zu können, wurde ein Fragenkatalog erarbeitet mit der Zielführung, ob die angestrebten Kompensationsziele bisher erreicht werden konnten. Schon bei der Auswahl von Untersuchungsflächen traten große Defizite zutage. So mussten von 68 recherchierten Maßnahmen 37 mangels konkreter Zielsetzung beziehungsweise grober Umsetzungsfehler verworfen werden. Die übrigen 31 mit insgesamt 126 Teilflächen wurden einem Soll-Ist-Vergleich unterzogen. Dafür mussten die Beschreibungen der Landschaftspflegerischen Begleitpläne zum Teil unter Beachtung des Naturraumpotenzials präzisiert werden. Vegetationskundliche und faunistische Untersuchungsmethoden dienten dazu, den Zielerreichungsgrad der Flächen in eine fünfstufige Skala einzuordnen. In den Ergebnissen zeigten Maßnahmen mit hohem Entwicklungsrisiko besonders häufig Defizite in der Zielerreichung. Deren Ursachen ließen sich in der anschließenden Analyse auf differenzierte Planungs-, Herstellungs- und Pflegefehler zurückführen. Praxisrelevant werden daraus Schlussfolgerungen für die Planung, Ausführung, Pflege- und Funktionskontrollen abgeleitet. Damit soll selbst bei einsetzenden Fehlentwicklungen noch eingegriffen werden können, um die gesetzlich geforderte Kompensation zu erreichen.
Nach dem Entwurf und der Demonstration von Strategien und Technologien der Verkehrstelematik steht im Mittelpunkt des IV. Rahmenprogramms für F+E der EU die Validierung von Verkehrsinformations- und -leitsystemen unter Einsatz dieser intelligenten Verkehrssysteme. Der Bericht aus dem Arbeitskreis "Europäische Feldversuche für Verkehrsleitsysteme in Deutschland" der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen stellt die Arbeitsinhalte einer Auswahl von Projekten aus dem Verkehrsbereich vor, die im Rahmen des Telematics Applications Programme der EU von den Generaldirektionen (DG) VII und XIII gefördert werden. Nach einer Zusammenstellung der in den Projekten verfolgten Anwendungsbereiche der intelligenten Verkehrssysteme wird die jeweilige Vorgehensweise zur Validierung der Systeme vorgestellt. Besondere Aufmerksamkeit kommt dabei den Bedürfnissen der Benutzer, Verkehrsbetriebe und Verkehrsteilnehmer sowie der Übertragbarkeit der Telematiksysteme auf die unterschiedlichen Verkehrsträger zu. Die Hauptkapitel des Papiers sind Telematikanwendungen in Ballungsräumen, Informationssysteme auf Transeuropäeischen Netzen (TEN) sowie die Euro-Regionalen Projekte.
Das Ziel des Forschungsprojekts bestand in der Entwicklung von geeigneten entwurfstechnischen und betrieblichen Maßnahmen, mit denen Qualitätseinbußen im Verkehrsablauf in zweistreifigen Ausfahrten vom Typ A 2 vermieden werden können. Aufbauend auf einer Literaturanalyse wurden Maßnahmen in der wegweisenden Beschilderung und in der Markierung als zweckmäßig eingeschätzt. Daneben wurde auch eine Maßnahme untersucht, die zusätzlich zur bestehenden Beschilderung im Seitenraum aufgestellt wird. Mittels Mit-/Ohne- beziehungsweise Vorher-/Nachher-Untersuchungen an insgesamt acht Ausfahrten konnte die Wirksamkeit der verschiedenen Maßnahmen beziehungsweise Maßnahmenkombinationen quantifiziert werden. Um auch die Verkehrssicherheit im Bereich der Ausfahrten beurteilen zu können, erfolgten eine makroskopische und eine mikroskopische Unfallanalyse. Des Weiteren wurde anhand von Videoaufnahmen das Fahrverhalten in den Ausfahrten mittels einer Verkehrssituationsanalyse ermittelt. Aus den Ergebnissen der empirischen Untersuchungen wurden Empfehlungen abgeleitet, die für die Fortschreibung der Entwurfsregelwerke der FGSV sowie für eine Fortschreibung des Handbuchs für die Bemessung von Straßenverkehrsanlagen (HBS) verwendet werden können. Der Ausfahrttyp A 2 sollte künftig nur noch mit zusätzlichen Maßnahmen Anwendung finden. Vor allem eine Pfeilmarkierung auf der Fahrbahn hat eine positive Wirkung auf die Qualität des Verkehrsablaufs gezeigt. Daneben zeigten auch ein Kombipfeil in der wegtechnischen Beschilderung sowie die Kombination von beiden Einzelmaßnahmen positive Effekte. Die Untersuchungen zur Verkehrssicherheit zeigten keine Auffälligkeiten für alle untersuchten Maßnahmen und beeinflussten somit nicht die Empfehlungen.
Bundesfernstraßen stellen als lineare und stark ausgebaute Verkehrsinfrastrukturen, insbesondere wenn sie zweibahnig und viel befahren sind, starke Barrieren in der Landschaft dar. Im Gegensatz zu vielen anderen Wirkungen der Straße können Zerschneidungswirkungen durch bauliche Anlagen in einem gewissen Maß vermieden werden. Um auch im Bestandsnetz Lebensräume wieder zu vernetzen, hat die Bundesregierung das Bundesprogramm Wiedervernetzung beschlossen. An 93 Abschnitten des Bundesfernstraßennetzes sollen im Rahmen der zur Verfügung stehenden Haushaltsmittel Maßnahmen der Wiedervernetzung umgesetzt werden. Querungshilfen dienen neben der Vernetzung von Lebensräumen durch Reduzierung von Wildunfällen auch der Verkehrssicherheit.
Die Beseitigung von Glätte auf der Fahrbahn bedarf je nach Eis- oder Schneemenge einer bestimmten Menge Tausalz. Für das Winterdienstpersonal gibt es wegen fehlender Kenntnisse nur sehr ungenaue Empfehlungen zur einzustellenden Streudichte. Die Streudichte hängt von verschiedenen Einflüssen ab. Ein Einfluss ist die Wirkung der verschiedenen Tausalze selber. Die Tauwirkungen der unterschiedlichen Formen von Tausalzen wurden im Labor unter verschiedenen Bedingungen untersucht. Die Ergebnisse zeigen deutliche Unterschiede zwischen den verschiedenen Tausalzformen. Bei Beachtung dieser Erkenntnisse kann die Streudichte besser als bisher optimiert werden, wodurch der Winterdienst wirtschaftlicher und umweltfreundlicher gestaltet werden kann.
Im Rahmen des Forschungsprojektes Cyber-Safe fand am 10. März 2016 bei der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) in Bergisch Gladbach ein Workshop zum Thema "Steigerung der IT-Sicherheit von Verkehrs- und Tunnelleitzentralen" statt. An diesem Workshop beteiligten sich 40 Experten der Verkehrs- und Tunnelüberwachung. Die Tätigkeitsfelder der Teilnehmer reichten von Tunneloperatoren über Tunnelmanager und IT-Fachleute bis hin zu Sicherheitsbeauftragten.
Die Standsicherheit und Dauerhaftigkeit von Spannbetonbrücken werden wesentlich durch den Ist-Zustand der Bewehrung und der Spannglieder bestimmt. Bei komplexeren Schadensbildern oder dem Verdacht visuell nicht erkennbarer Schäden sind zur Zustandsbeurteilung detaillierte Informationen über deren Art und Umfang durch Objektbezogene Schadensanalysen zu erheben. Die Anzahl der dazu zu öffnenden Untersuchungsstellen kann durch den Einsatz zerstörungsfreier Prüfverfahren (ZfPBau-Verfahren) deutlich reduziert werden. Die Leistungsfähigkeit der automatisierten ZfPBau-Verfahren - Radar, Ultraschallecho und Impact-Echo - für die Ortung von Bewehrung, internen Spanngliedern und gegebenenfalls vorhandenen Verpressfehlern wird anhand von Messungen an der Fuldatalbrücke bei Eichenzell gezeigt. Die Ergebnisse der Untersuchungen werden bildgebend dargestellt.